Теплообменный элемент Советский патент 1989 года по МПК F28F1/36 

Изобретение м.б. использовано в теплоэнергетических установках, в воздухоотделителях электрических машин, маслоотделителях, устройствах воздушного отопления и калориферах. Цель изобретения - интенсификация теплообмена элемента. Труба 1 имеет спирально-проволочное оребр ение, выполненное из плетеного канатика и соединенное с внешней поверхностью трубы 1 для обеспечения сапошного однородного контакта по поверхности витка бандажной проволокой 3 и пайкой 4. Канатик спирали 2 снабжен сердечником, выполненным из более прочного, но менее теплопроводного материала, чем периферийные его пряди. Витки спирали 2 выполнены с поворотом их вершин относительно оси витка на угол ц (0,25-0,3)- . Конструкция элемента позволяет расширить теплооб- менную поверхность и улучшить обтекание поверхности труб теплоносителем. 5 ил. Ф (Л

(35 4j

СО

ел

со

Изобретение относится к конструктивным элементам теплообменных anna ратов и может быть использовано в теплоэнергетических установках разно- , го назначения, напршмер в воздухоох- |ладителях электрических машин, масло- |охладителях, устройствах воздушного |Отопления, калориферах,

I Целью изобретения является интен- JQ ;сификация теплообмена. I На фиг. I изображен теш1ообменн1 1Й элемент, общий вид; на фиг. 2 - схе- |ма спирали оребрения; на фиг. 3 - вид |А на фиг. 2; на фиг. 4 - виток спи1)а-|5 Ьи, вид сверху; на фиг. 5 - сечение |Б-Б на фиг. 3.

Теплообмен; 1Ый элемент (фиг. I) со- |цержит трубу 1 с наружным спиральным рребрением, выполненным из спи1: а-2о ли 2, навитой из канатика. Спираль 2 1рикреплена к трубе 1 бандажной проволокой 3 и слоем 4 припоя. Канатик |(фиг. 5) содержит стержень 5 из более ррочного, но менее теплопроводного 25 Материала, например, сталь, и пряди 3 более теплопроводного материала,, Например сплавы меди. Пряди 6 могут |быть одинарные или свитые. Контакт Между прядями 6 точечный. Диаметр ,0 Ьроволок принимается одинаковый или Уменьшающийся в направлении к центру. Канатик спирали 2 выполняется ис,- содя из следующих соотношений. Необ- |содимая степень оребрения достигает- Ья уменьшением диаметра проволок. Сумма величин диаметров отдельных tIpoвoлoк должна быть больше диаметра Описанной окружности канатика (фиг.5), ПОСКОЛЬКУ при одинаковых значениях боковая поверхность неувеличивается. рри большем количестве проволок увеличиваются суммарный диаметр и на Столько же боковая поверхность. На фиг. 5 увеличение составляет 2,33, а й-а диаметре размещается 3 диаметра Отдельных проволочек. Таким образом увеличивается степень оребрения и }|fдельная площадь теплообменнбй по- йерхности в единице объема - компактность.50

В теплообменном элементе повышение Компактности достигается дополнительно разворотом витков спирали по вин- фовой линии и расположением вершин под углом Cf (0,25-0,5) ff относи-. . дельно первоначальной оси. При таком }|ггле поворота получается повьшгение есткости ребра, вьшолненного из тон55

JQ |5

2о 25 ,0 50

5

кой проволоки и равномерное заполнение как в периферийной, так и в корневой части оребрения, уменьшается влияние теневого эффекта и открывается поверхность для омывания потоком теплоносителя. Внд оребрения принимает параболическую форму, что позволяет уменьшить межреберные полости, т.е. спирали располагать чаще, не ухудшая обтекания.

Спираль с закрученными витками, повьш1ая жесткость оребрения, обеспечивает применение более тоиГких проволок с повьшгением соответственно компактности от двух факторов: уменьшения диаметра проволок и более частого расположения витков оребрения, (уменьшения шага ребер).

Теплообменный элемент работает следующим образом.

Теплоноситель, обтекая поверхность трубы I и оребрения, частично поступает в зазоры между проволок, созда- вая потоки фильтрации, Трапецеидаль- ная форма оребрения уменьшает теневой эффект и улучшает доступ теплоносителя к корневой части, располагающейся на поверхнсзсти трубы. Расширением теплообменной поверхности в сочетании с движением фильтрации и улучшением обтекания обеспечивается - дополнительный эффект конвективного теплообмена.

Общий тепловой контакт ребра с трубой улучшается пропайкой канатика в месте крепления.

Положительный эффект достигается за счет повьшения эффективности от составляющих компактности и улучшения обте.кания, сокращения расхода материалов на изготовление теплообменной поверхности, так как нить спирали изготавливается из разных материалов: внутри более прочного, а на периферий более теплопроводного, повышения жесткости и уменьшения диаметра проволок. При одинаковой жесткости и диаметре проволок можно выполнять более высокие ребра. При прочих одинаковых условиях, получается сокращение массы и габаритов теплообменников.

Формула изобретения

Теплообменньй элемент, содержащий трубу со спирально-проволочным оребрением, вьтолненным из плетеного канатика и соединенным с внешней поверхностью трубы для обеспечения сплошного однородного контакта по поверхности витка, бандажной проволокой и пайкой, отличающий- с я тем, что, с целью интенсификации

146

Фиг.1

1467359

теплообмена, канатик спирали снабжен сердечником, выполненным иэ более прочного, но менее теплопроводного материала, чем периферийные его пряди, а витки спирали выполнены с поворотом их верпин относительно оси витка на угол ц (0,25-0,5) |Г .

г т/у/у j

Л

QJUf.ff

.5